JP4999753B2 - 能動型騒音制御装置 - Google Patents
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Description
図5は従来の能動型騒音制御装置の概略構成を示すブロック図、図6は従来の能動型騒音制御装置の要部である車室内のマイクロフォンの内部構造を示す側断面図、図7は従来の能動型騒音制御装置における異常入力を含むマイクロフォンの出力特性図、図8は従来の能動型騒音制御装置における制御信号の出力特性図である。図5において、1は自動車などの車室内の騒音を検知するために車室内に設置された騒音検知手段であるマイクロフォン、2はマイクロフォン1と同じ車室内に設置された騒音制御用手段であるスピーカ、3は能動型騒音制御装置である。
(1)制御の対象とする騒音を車室内のエンジン騒音として捉へ、エンジン回転をエンジンパルスなどで検出する回転数検出部(図示せず)により検出して、参照信号cとしてフィルタ係数更新部3bに出力する。
(3)制御信号dによるスピーカ2の放音によって、車室内のエンジン騒音は低減される。
なお、この従来技術および後述する本発明に係る実施の形態の説明においては、能動型騒音制御装置の制御信号dが直接スピーカ2に入力されて放音するものとして説明しているが、車載用の音響機器の増幅器を介してスピーカ2に入力される形態のものも含まれることは当然のことである。
図1は本実施の形態の能動型騒音制御装置の概略構成を示すブロック図である。図2は本実施の形態の能動型騒音制御装置における異常音検知の概略説明図である。図3は本実施の形態の能動型騒音制御装置における異常入力検知を行った場合の騒音検知用マイクロフォン出力信号e(n)の特性説明図である。図4は本実施の形態の能動型騒音制御装置における異常入力検知を行った場合の制御信号dの特性説明図である。
まず、マイクロフォン1は、車室内騒音及びスピーカ2から出力された制御音を騒音信号aとして、異常入力検知部3cおよびアルゴリズム演算部3bに出力し、従来技術で説明したように、フィルタ係数更新部3bから出力した制御信号dによりスピーカ2から放音して、車室内のエンジン騒音の低減を行なう。
(1)検知・演算部により、所定の時間間隔毎に予め設定した測定時間tに変化した振幅を測定し、この振幅から所定の時間間隔毎の振幅変化率を算出し、
(2)検知・演算部が測定した振幅および算出した振幅変化率が、例えば振幅Vおよび振幅変化率Vdである場合に対して、比較部により、振幅Vを所定の閾値V_thrと比較するとともに振幅変化率Vdを所定の閾値Vd_thrと比較した結果、振幅Vが閾値V_thr以下でありかつ振幅変化率Vdが閾値Vd_thr以下である場合は、騒音信号aが異常でないと判定するが、例えば振幅V(n+A)および振幅変化率Vd(n+A)である場合に対して、比較部により、振幅V(n+A)を所定の閾値V_thrと比較するとともに振幅変化率Vd(n+A)を所定の閾値Vd_thrと比較した結果、振幅V(n+A)が閾値V_thrを超えかつ振幅変化率Vd(n+A)が閾値Vd_thrを超える場合は、異常でない通常状態の振幅Vおよび振幅変化率Vdに対して顕著な差があることから、騒音信号aが異常音であると判定し、
(3)この場合は、制御部からアルゴリズム演算部3aに対して、フィルタ係数更新部3bから出力する制御信号dの低減を命令する。
w(n+1)=w(n)+2μe(n)R(n) ・・・(数1)
y(n)=w(n)R(n) ・・・(数2)
となる。
(展開例1)
本展開例1の能動型騒音制御装置は、特に図示しないが、図1に示す能動型騒音制御装置における異常入力検知部3cの制御部の出力を、アルゴリズム演算部3aではなく、参照信号生成部6によりエンジンパルスEP1から生成された参照信号cをベースに補償参照信号を生成する補償参照信号生成部7に入力して、補償参照信号rの振幅を変更してフィルタ係数更新部3bからの制御信号dの出力を抑制して低減するように、補償参照信号生成部7を制御するものである。
これは、前述の(数1)および(数2)からも明らかなように、補償参照信号rの出力(振幅)を変更することで、フィルタ係数(w(n))を変更して制御信号dの出力を抑制するものである。
(展開例2)
本展開例2の能動型騒音制御装置は、特に図示しないが、図1に示す能動型騒音制御装置における異常入力検知部3cの制御部の出力を、アルゴリズム演算部3aではなく、振幅を任意変更可能とした補償回路12に入力するものであり、この補償回路12の補償係数αの値を制御するものである。この補償係数αの値を増加させることで、適応フィルタ係数に変更されたフィルタ係数更新部3bからの制御信号dに対する影響を低下させるものである。
2 スピーカ
3、3A 能動型騒音制御装置
3a アルゴリズム演算部
3b フィルタ係数更新部
3c 異常入力検知部
6 参照信号生成部
7 補償参照信号生成部
8、12 補償回路
a (マイクロフォン出力の)騒音信号(波形)
b 演算値
c 参照信号
d 制御信号
EP1 エンジンパルス信号
e マイクロフォン出力信号
r 補償参照信号
SS1 処理周期信号
V (騒音信号の)振幅
Vd (騒音信号の)振幅変化率
Claims (5)
- エンジンの回転数から得られた参照信号に対して可変のフィルタ係数で信号処理して得られた制御信号を車室内のスピーカに出力するフィルタ係数更新部と、
車室内の騒音を検知するマイクロフォンからの騒音信号および前記参照信号に対して前記スピーカと前記マイクロフォン間の伝達特性によって補償した補償参照信号に基づいて演算処理するアルゴリズム演算部とを備え、
前記フィルタ係数更新部で、前記アルゴリズム演算部からの演算値に基づいて更新したフィルタ係数を用いて前記参照信号を信号処理し、得られた前記制御信号に応じて、前記スピーカから放音することにより、前記騒音を低減する能動型騒音制御装置であって、
前記騒音信号の振幅および振幅変化率の値がそれらの閾値を超えたときに前記フィルタ係数更新部から出力される前記制御信号の変化を抑制するように、前記アルゴリズム演算部の演算処理を制御する異常入力検知部を設けた
ことを特徴とする能動型騒音制御装置。 - 前記異常入力検知部は、
前記騒音信号の振幅と振幅変化率を測定する測定部と、
前記騒音信号の振幅と振幅変化率の各値をそれらの閾値と比較して前記騒音が前記エンジンの回転に起因する音以外の異常音であるか否かを判定する比較部と、
前記騒音信号が前記異常音であると判定したときに前記フィルタ係数更新部からの前記制御信号の変化率を低下させるように前記アルゴリズム演算部の演算処理を制御する制御部とを設けた
ことを特徴とする請求項1に記載の能動型騒音制御装置。 - 前記制御部は、前記制御信号の変化率を低下させるための前記アルゴリズム演算部の演算処理として、適応フィルタ係数の更新速度を制御するステップサイズパラメータμを変更することを特徴とする請求項2に記載の能動型騒音制御装置。
- 前記制御部は、前記制御信号の変化率を低下させるための前記アルゴリズム演算部の演算処理として、前記補償参照信号の振幅を変更することを特徴とする請求項2に記載の能動型騒音制御装置。
- 前記アルゴリズム演算部と前記フィルタ係数更新部との間に、前記スピーカと前記マイクロフォンの各信号がそれらの間の伝達特性に対して電気的に同位相で任意振幅となるように補償する補償回路を設け、
前記制御部は、前記制御信号の変化率を低下させるための前記アルゴリズム演算部の演算処理として、前記任意振幅を増減させる前記補償回路の補償係数αを変化して、適応フィルタの制御信号に対する影響を低下させる
ことを特徴とする請求項2に記載の能動型騒音制御装置。
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